KR20140031030A - Motor control apparatus - Google Patents

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KR20140031030A
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KR1020120097904A
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김재곤
김대성
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현대모비스 주식회사
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • H02P27/08—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation

Abstract

The present invention relates to a motor control device comprising an inverter which outputs three-phase signals through driving devices which are connected to each other; a three-phase motor which is driven by receiving the three-phase signals of the inverter; and a micro controller unit (MCU) which inputs a pulse width modulation (PWM) control signal to the driving devices of the inverter and switches the driving devices. The MCU is connected to the driving device by using a pair of lines and inputs the PWM control signal through the lines. The present invention is provided to add resistance which controls the time constant of the input signal of the inverter and to individually control rising time and falling time, thereby preventing a short circuit by preventing the overlap between a high signal and a low signal. [Reference numerals] (100) Inverter

Description

모터 제어 장치{MOTOR CONTROL APPARATUS}Motor control device {MOTOR CONTROL APPARATUS}

본 발명은 모터 제어 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 모터로 입력되는 인버터 신호의 하강시간(Falling time)을 줄임으로써 데드타임(Dead time)을 유지한 상태에서 스위칭 노이즈 및 오버슈트(Overshoot)의 발생을 최소화하고 하이(High) 신호와 로우(Low) 신호의 오버랩(Overlap)을 방지하는 모터 제어 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor control device. More particularly, the present invention relates to switching noise and overshoot in a state in which a dead time is maintained by reducing a falling time of an inverter signal input to a motor. The present invention relates to a motor control device which minimizes occurrence and prevents overlap between a high signal and a low signal.

일반적으로 차량의 브레이크 시스템을 동작시키기 위해서는 3상 모터가 사용되는데, 3상 모터를 동작시키기 위해서 MCU(Micro Controller Unit)는 3상 신호를 출력하는 인버터로 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 신호를 입력한다.In general, a three-phase motor is used to operate a brake system of a vehicle. In order to operate a three-phase motor, a MCU (Micro Controller Unit) inputs a PWM (pulse width modulation) control signal to an inverter that outputs a three-phase signal. .

이 때 MCU가 발생시킨 하이 사이드 PWM 제어 신호와 로우 사이드 PWM 제어 신호는 MOSFET(Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor)의 게이트(Gate)로 입력되어 MOSFET의 온, 오프 타이밍을 변경하고, 이 과정에서 MOSFET이 오프인 상태에서 온 될 때까지 걸리는 시간인 상승시간(Rising time)과 MOSFET이 온인 상태에서 오프 될 때까지 걸리는 시간인 하강시간(Falling time)이 발생한다.At this time, the high-side PWM control signal and the low-side PWM control signal generated by the MCU are input to the gate of the metal oxide silicon field effect transistor (MOSFET) to change the on / off timing of the MOSFET. Rising time, which is the time taken to turn on from the off state, and falling time, which is the time taken until the MOSFET is turned off from the on state, are generated.

이 때 인버터에 입력되는 하이 사이드 PWM 제어 신호와 로우 사이드 PWM 제어 신호가 오버랩되면 하이 사이드 측 MOSFET과 로우 사이드 측 MOSFET이 동시에 온 되기 때문에 인버터 전원과 그라운드(Ground, GND)간에 단락(Short)이 발생하여 MOSFET에 과도한 전류가 발생하므로 MOSFET이 파괴된다.At this time, when the high side PWM control signal and the low side PWM control signal input to the inverter overlap, the high side MOSFET and the low side MOSFET are turned on at the same time, causing a short circuit between the inverter power supply and ground (GND). As a result of excessive current in the MOSFET, the MOSFET is destroyed.

따라서 하이 사이드 PWM 제어 신호와 로우 사이드 PWM 제어 신호가 서로 스위칭되는 시간 사이에는 일정한 간격(데드타임, Dead time)을 유지한다.Therefore, a constant interval (dead time) is maintained between the time when the high side PWM control signal and the low side PWM control signal are switched to each other.

그러나 데드타임을 유지하더라도 전술한 상승시간과 하강시간이 데드타임을 초과함에 따라, 도 1에 도시된 바와 같이 하이 사이드 측 MOSFET과 로우 사이드 측 MOSFET이 동시에 온 되는 문제가 발생하였다.However, even when the dead time is maintained, as the above rise time and fall time exceed the dead time, as shown in FIG. 1, the high side MOSFET and the low side MOSFET are simultaneously turned on.

도 1은 종래의 모터 제어 장치의 MCU(Micro Controller Unit)에 의해 한 쌍의 MOSFET에 입력되는 PWM 신호 및 MOSFET의 스위칭을 나타낸 그래프로서, 도시된 바와 같이 a1의 데드타임을 유지하며 하이 사이드 PWM 제어 신호와 로우 사이드 PWM 제어 신호를 입력하였지만, 상승시간 또는 하강시간이 데드타임을 초과하면서 b1과 같이 하이 사이드 측 MOSFET과 로우 사이드 측 MOSFET이 동시에 온 되기 때문에 MOSFET이 파괴된다.FIG. 1 is a graph illustrating switching of a PWM signal and a MOSFET input to a pair of MOSFETs by a micro controller unit (MCU) of a conventional motor control device. As shown in FIG. The signal and the low side PWM control signal are input, but the MOSFET is destroyed because the high side MOSFET and the low side MOSFET are turned on at the same time as b1 while the rise time or fall time exceeds the dead time.

종래에는 이러한 MOSFET 파괴를 방지하기 위해서 두 가지 방법이 모색되었다.Conventionally, two methods have been sought to prevent such MOSFET destruction.

첫째로, 데드타임을 증가시킴으로써 도선의 단락을 방지하였다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 상승시간과 하강시간보다 더 긴 데드타임(a2)을 갖도록 PWM 제어 신호의 타이밍을 제어하여 단락을 방지하였다.First, the short time was prevented by increasing the dead time. That is, as shown in FIG. 2, the timing of the PWM control signal is controlled to have a dead time a2 longer than the rise time and the fall time, thereby preventing a short circuit.

그러나 상기의 방법은 단락은 막을 수 있지만 데드타임이 길어짐에 따라서 모터로 입력되는 신호의 듀티비가 줄어들기 때문에 모터 효율을 저하시킨다는 문제가 있었다.However, the above method has a problem that the short circuit can be prevented, but as the dead time increases, the duty ratio of the signal input to the motor decreases, thereby lowering the motor efficiency.

둘째로, 상승시간과 하강시간을 감소시킴으로써 도선의 단락을 방지하였다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 상승시간과 하강시간을 감소시켜서 기존의 데드타임 이내에서 온, 오프 신호가 안정되도록 하였다. 이를 위해서 데드타임(a3)을 기존(a1)과 동일하게 유지하면서 상승시간과 하강시간을 감소시키고, b3와 같이 오버랩이 발생하지 않았음을 확인할 수 있다.Second, short circuits were prevented by reducing the rise time and fall time. That is, as shown in FIG. 3, the on and off signals are stabilized within the existing dead time by decreasing the rise time and fall time. To this end, while maintaining the dead time (a3) the same as the existing (a1) it is possible to reduce the rise time and fall time, it can be seen that the overlap did not occur as b3.

MCU는 시정수(τ=RC) 조절저항(R)을 거쳐서 PWM 제어 신호를 인버터로 입력하기 때문에 시정수 조절저항을 조절하면 상승시간과 하강시간을 감소시킬 수 있다. 따라서 종래에는 상승시간과 하강시간을 동일하게 조절하는 시정수 조절저항을 감소시켜 시정수를 감소시킴으로써 상승시간과 하강시간을 감소시켰다.Since the MCU inputs the PWM control signal to the inverter through the time constant (τ = RC) control resistor (R), adjusting the time constant control resistor can reduce the rise time and fall time. Therefore, in the related art, the rise time and the fall time are reduced by reducing the time constant by decreasing the time constant regulating resistance controlling the rise time and the fall time in the same manner.

그러나 상기의 방법은 단락은 막을 수 있지만 MOSFET의 스위칭 시간이 짧아져서 MOSFET 스위칭 노이즈 및 오버슈트(Overshoot)가 발생한다는 문제가 있었다.However, the above method has a problem that short-circuit can be prevented but MOSFET switching noise and overshoot occur due to short switching time of the MOSFET.

전술한 바와 같이 MOSFET의 스위칭 신호간의 오버랩을 방지하기 위해 데드타임을 증가시키면 모터 효율이 떨어지고, 상승시간과 하강시간을 감소시키면 스위칭 노이즈 및 오버슈트가 발생하기 때문에, 데드타임 발생과 스위칭 노이즈 및 오버슈트 발생은 상충관계(Trade-off)에 있다는 문제가 있었다.
As described above, in order to prevent overlap between switching signals of the MOSFET, increasing the dead time decreases the motor efficiency, and decreasing the rise time and the fall time causes switching noise and overshoot. There was a problem that chute generation was in a trade-off.

본 발명과 관련된 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 10-2010-0040890 호(2010.04.21.공개, 발명의 명칭 : 자동차 브레이크의 액추에이터 제어)가 있다.
Prior art related to the present invention is Republic of Korea Patent Publication No. 10-2010-0040890 (published on April 21, 2010, the name of the invention: actuator control of the automobile brake).

본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 모터로 입력되는 인버터 신호의 데드타임(Dead time) 및 상승시간(Rising time)을 유지한 상태에서 하강시간(Falling time)을 줄임으로써 스위칭 노이즈 및 오버슈트(Overshoot)의 발생을 줄이고 하이(High) 신호와 로우(Low) 신호의 오버랩(Overlap)을 방지하여 회로의 단락(Short)을 방지하는 모터 제어 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and switching noise is reduced by reducing the falling time while maintaining the dead time and rising time of the inverter signal input to the motor. The present invention provides a motor control apparatus that reduces occurrence of overshoot and prevents a short circuit of a circuit by preventing an overlap of a high signal and a low signal.

본 발명의 일 측면에 따른 모터 제어 장치는 서로 연결된 복수의 MOSFET(Metla Oxide Slicon Field Effect Transistor)를 통해 3상 신호를 출력하는 인버터; 상기 인버터의 상기 3상 신호를 각각 입력받아 3상(U상, V상, W상)으로 구동되는 3상 모터; 및 상기 인버터의 상기 복수의 MOSFET로 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 신호를 입력하여 상기 복수의 MOSFET를 스위칭하는 MCU(Micro Controller Unit)를 포함하고, 상기 MCU는 상기 복수의 MOSFET 각각과 두 쌍의 라인으로 연결되어 상기 두 쌍의 라인을 통해 상기 PWM 제어 신호를 입력하는 것을 특징으로 한다.Motor control apparatus according to an aspect of the present invention includes an inverter for outputting a three-phase signal through a plurality of MOSFET (Metla Oxide Slicon Field Effect Transistor) connected to each other; A three-phase motor which receives the three-phase signals of the inverter and is driven in three phases (U phase, V phase, W phase); And a micro controller unit (MCU) for switching a plurality of MOSFETs by inputting a pulse width modulation (PWM) control signal to the plurality of MOSFETs of the inverter, wherein the MCU includes two pairs of lines and each of the plurality of MOSFETs. Connected to each other to input the PWM control signal through the two pairs of lines.

본 발명에서 상기 두 쌍의 라인에는 서로 다른 값을 갖는 저항이 각각 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the two pairs of lines are characterized in that resistors having different values are connected to each other.

본 발명에서 상기 MCU는 상기 PWM 제어 신호가 오프에서 온으로 바뀌는 구간에서는 상기 두 쌍의 라인 중 어느 일측 라인으로 상기 PWM 제어 신호를 입력하고, 상기 PWM 제어 신호가 온에서 오프로 바뀌는 구간에서는 상기 두 쌍의 라인 중 타측 라인으로 상기 PWM 제어 신호를 입력하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the MCU inputs the PWM control signal to any one line of the two pair of lines in the period when the PWM control signal is switched from off to on, the two in the period when the PWM control signal is switched from on to off The PWM control signal is input to the other line of the pair of lines.

본 발명에서 상기 두 쌍의 라인에 연결된 저항 중 타측 라인에 연결된 저항이 일측 라인에 연결된 저항보다 작은 값을 갖는 것을 특징으로 한다.
In the present invention, the resistor connected to the other line of the resistors connected to the two pairs of lines has a smaller value than the resistor connected to one line.

본 발명에 따르면, 인버터의 입력 신호의 시정수를 조절하는 저항을 추가하여 상승시간(Rising time)과 하강시간(Falling time)을 개별적으로 제어함으로써, 하이 신호와 로우 신호의 오버랩을 방지하여 회로의 단락을 방지할 수 있다.According to the present invention, by adding a resistor to adjust the time constant of the input signal of the inverter to control the rising time (falling time) and falling time (Falling time) separately, to prevent the overlap of the high signal and the low signal of the circuit Short circuit can be prevented.

또한 본 발명은 하강시간만을 제어하고 상승시간(Rising time)은 동일하게 유지함으로써 데드타임(Dead time) 발생과 스위칭 노이즈 및 오버슈트(Overshoot) 발생간의 트레이드 오프(Trade-off)에 대한 최적의 제어가 가능하다.
In addition, the present invention controls only the fall time and maintains the same rise time so that the optimum control of trade-off between dead time generation and switching noise and overshoot occurrence is achieved. Is possible.

도 1은 종래의 모터 제어 장치의 MCU(Micro Controller Unit)에 의해 한 쌍의 MOSFET에 입력되는 PWM 신호 및 MOSFET의 스위칭 신호를 나타낸 그래프이다.
도 2는 종래의 모터 제어 장치의 MCU(Micro Controller Unit)에 의해 한 쌍의 MOSFET에 입력되는 데드타임(Dead time)이 증가된 PWM 신호 및 MOSFET의 스위칭 신호를 나타낸 그래프이다.
도 3은 종래의 모터 제어 장치의 MCU(Micro Controller Unit)에 의해 한 쌍의 MOSFET에 입력되는 PWM 신호 및 MOSFET의 스위칭시 상승시간(Rising time)과 하강시간(Falling time)을 감소시킨 스위칭 신호를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 제어 장치를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 제어 장치의 MCU(Micro Controller Unit)를 구체화한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 제어 장치의 인버터를 구체화한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 제어 장치의 MCU(Micro Controller Unit)에 의해 한 쌍의 MOSFET에 입력되는 PWM 신호 및 MOSFET의 스위칭시 하강시간을 감소시킨 스위칭 신호를 나타낸 그래프이다.
상기의 도면에 도시된 PWM 신호 및 MOSFET의 스위칭 신호는 모든 MOSFET으로 입력되는 신호를 전부 도시한 것이 아니라, 하이 신호와 로우 신호가 각각 입력되는 한 쌍의 MOSFET로 입력되는 신호만을 도시한 것이다.1 is a graph illustrating a PWM signal input to a pair of MOSFETs and a switching signal of a MOSFET by a microcontroller unit (MCU) of a conventional motor control apparatus.
2 is a graph showing a PWM signal and a switching signal of a MOSFET having an increased dead time input to a pair of MOSFETs by a microcontroller unit (MCU) of a conventional motor control apparatus.
FIG. 3 illustrates a PWM signal input to a pair of MOSFETs by a microcontroller unit (MCU) of a conventional motor control device and a switching signal in which a rising time and a falling time are reduced during switching of a MOSFET. The graph shown.
4 is a view showing a motor control apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a microcontroller unit (MCU) of a motor control apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a view illustrating an inverter of a motor control apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a graph illustrating a PWM signal input to a pair of MOSFETs and a switching signal of reducing a fall time when switching a MOSFET by a microcontroller unit (MCU) of a motor control apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
The PWM signals and the switching signals of the MOSFETs shown in the drawings are not all the signals input to all the MOSFETs, but only the signals input to the pair of MOSFETs to which the high and low signals are respectively input.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 제어 장치를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
Hereinafter, a motor control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or convention of a user or an operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the specification.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 제어 장치를 도시한 도면이다.4 is a view showing a motor control apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 제어 장치의 MCU(Micro Controller Unit)를 구체화한 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating a microcontroller unit (MCU) of a motor control apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 제어 장치의 인버터를 구체화한 도면이다.6 is a view illustrating an inverter of a motor control apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 제어 장치의 MCU(Micro Controller Unit)에 의해 한 쌍의 MOSFET에 입력되는 PWM 신호 및 MOSFET의 스위칭시 하강시간을 감소시킨 스위칭 신호를 나타낸 그래프이다.FIG. 7 is a graph illustrating a PWM signal input to a pair of MOSFETs and a switching signal of reducing a fall time when switching a MOSFET by a microcontroller unit (MCU) of a motor control apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4 내지 도 6을 참조하면 모터 제어 장치는 인버터(100), MCU(Micro Controller Unit)(200) 및 3상 모터(300)를 포함한다.4 to 6, the motor control apparatus includes an inverter 100, a micro controller unit (MCU) 200, and a three-phase motor 300.

인버터(100)는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 장치로서, 특히 본 실시예에서는 3쌍의 하이 사이드 PWM 제어 신호와 로우 사이드 PWM 제어 신호를 이용하여 3상 신호를 출력한다.The inverter 100 is a device for converting a DC power source into an AC power source. In particular, the inverter 100 outputs a three-phase signal using three pairs of high side PWM control signals and a low side PWM control signal.

즉, PWM 제어 신호의 시간 차이로 인해서 인버터(100)를 통과한 PWM 제어 신호는 위상이 120°씩 차이가 나는 3상 신호로 변환되어 3상 모터로 입력됨으로써 3상 모터(300)가 구동된다.That is, the PWM control signal passed through the inverter 100 due to the time difference of the PWM control signal is converted into a three-phase signal having a phase difference of 120 ° and input to the three-phase motor, thereby driving the three-phase motor 300. .

인버터(100)는 3상 신호를 출력하기 위해서 6개의 MOSFET(Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor)(110 내지 160)가 서로 연결되어 있다. 그리고 6개의 MOSFET(110 내지 160) 각각이 전원(170)과 그라운드(Ground, GND)(180)와 연결되어 있다.In the inverter 100, six MOSFETs (Metal Oxide Silicon Field Effect Transistors) 110 to 160 are connected to each other to output a three-phase signal. Each of the six MOSFETs 110 to 160 is connected to a power supply 170 and ground (GND) 180.

또한 3개의 MOSFET(110, 130 및 150)로는 하이 사이드 PWM 제어 신호가 입력되고, 3개의 MOSFET(120, 140 및 160)로는 로우 사이드 PWM 제어 신호가 입력됨으로써 120°씩 위상 차이가 나는 3상 신호를 3상 모터(300)로 출력한다.In addition, three MOSFETs 110, 130, and 150 are inputted with a high side PWM control signal, and three MOSFETs 120, 140, and 160 are inputted with a low side PWM control signal. Is output to the three-phase motor (300).

이 때 하이 사이드 및 로우 사이드 PWM 제어 신호는 MOSFET(110 내지 160)의 게이트(Gate)(112 내지 162)로 입력되고, 인버터(100)의 각 MOSFET(110 내지 160)의 연결 관계는 도 6에 도시된 바와 같다.At this time, the high side and low side PWM control signals are input to the gates 112 to 162 of the MOSFETs 110 to 160, and the connection relations of the respective MOSFETs 110 to 160 of the inverter 100 are shown in FIG. As shown.

MCU(200)는 3상 모터(300)를 제어하기 위한 PWM 제어 신호를 인버터(100)로 입력하는 장치로서, 3개의 MOSFET(110, 130 및 150)로는 하이 사이드 PWM 제어 신호를 입력하고, 3개의 MOSFET(120, 140 및 160)로는 로우 사이드 PWM 제어 신호를 입력한다.The MCU 200 is a device for inputting a PWM control signal for controlling the three-phase motor 300 to the inverter 100. The MCU 200 inputs a high side PWM control signal to the three MOSFETs 110, 130, and 150. MOSFETs 120, 140, and 160 input low side PWM control signals.

MCU(200)에서 발생시킨 한 쌍의 하이 사이드 PWM 제어 신호와 로우 사이드 PWM 제어 신호는 도 7의 (가)에 도시되어 있다. 도 7의 (가)에는 MOSFET의 파손방지를 위해 A와 같이 데드타임(Dead time)이 유지되는 것을 확인할 수 있다.A pair of high side PWM control signals and a low side PWM control signal generated by the MCU 200 are illustrated in FIG. 7A. In Figure 7 (a) it can be seen that the dead time (A) is maintained as A to prevent damage to the MOSFET.

MCU(200)는 특히 본 실시예에서 서로 다른 저항값을 갖는 저항(212 내지 264)이 연결되어 있는 한 쌍의 라인을 통해 MOSFET(110 내지 160) 각각과 연결되어 있다. 즉, MCU(200)는 기존과 달리 PWM 제어 신호를 한 쌍의 라인을 통해서 각각의 MOSFET(110 내지 160)로 번갈아 입력한다.In particular, the MCU 200 is connected to each of the MOSFETs 110 to 160 through a pair of lines to which the resistors 212 to 264 having different resistance values are connected. That is, the MCU 200 alternately inputs a PWM control signal to each of the MOSFETs 110 through 160 through a pair of lines.

구체적으로 온, 오프가 반복적으로 발생하는 PWM 제어 신호가 오프에서 온으로 바뀌는 구간에서는 한 쌍의 라인 중 어느 일측 라인으로 PWM 제어 신호를 입력하고, PWM 제어 신호가 온에서 오프로 바뀌는 구간에서는 한 쌍의 라인 중 타측 라인으로 PWM 제어 신호를 입력한다.Specifically, in a section in which a PWM control signal repeatedly turns on and off is switched from off to on, a PWM control signal is input to one of a pair of lines, and in a section in which the PWM control signal is switched from on to off, Input PWM control signal to the other line of the line.

상기와 같이 PWM 제어 신호를 한 쌍의 라인을 통해 번갈아 입력하기 때문에 PWM 제어 신호가 오프에서 온으로 바뀌는 순간에 MOSFET(110 내지 160)에서 발생하는 상승시간(Rising time)과 PWM 제어 신호가 온에서 오프로 바뀌는 순간에 MOSFET(110 내지 160)에서 발생하는 하강시간(Falling time)을 서로 다르게 제어할 수 있다.As above, since the PWM control signal is alternately inputted through a pair of lines, the rising time and PWM control signal generated from the MOSFETs 110 to 160 are turned on at the moment when the PWM control signal is turned from off to on. Falling time generated in the MOSFETs 110 to 160 may be controlled differently at the moment of turning off.

즉, 본 실시예에서 어느 일측의 라인에 연결된 저항(212, 222, 232, 242, 252, 262)은 상승시간을 조절하는 저항이고, 타측의 라인에 연결된 저항(214, 224, 234, 244, 254, 264)은 하강시간을 조절하는 저항이므로, 두 쌍의 라인에 연결된 저항(212 내지 264) 중에서 어느 일측의 라인에 연결된 저항(212, 222, 232, 242, 252, 262)과 타측의 라인에 연결된 저항(214, 224, 234, 244, 254, 264)의 저항값을 다르게 설정함으로써, 상승시간과 하강시간의 시정수(τ)를 다르게 조절한다.That is, in this embodiment, the resistors 212, 222, 232, 242, 252, 262 connected to one line are resistors for adjusting the rise time, and the resistors 214, 224, 234, 244, connected to the other line, Since the 254 and 264 are resistors for adjusting the fall time, the resistors 212, 222, 232, 242, 252 and 262 connected to one of the lines 212 to 264 connected to the pair of lines and the other line By differently setting the resistance values of the resistors 214, 224, 234, 244, 254, and 264 connected thereto, the time constants τ of the rise time and the fall time are adjusted differently.

특히 본 실시예에서는 상승시간의 시정수 조절저항(212, 222, 232, 242, 252, 262)에 비해서 하강시간의 시정수 조절저항(214, 224, 234, 244, 254, 264)이 작은 값을 갖도록 설정함으로써 하강시간이 상승시간보다 짧게 제어한다.In particular, in this embodiment, the time constant adjustment resistors 214, 224, 234, 244, 254, 264 of the fall time are smaller than the time constant adjustment resistors 212, 222, 232, 242, 252, 262 of the rise time. By setting so that the fall time is controlled to be shorter than the rise time.

3상 모터(300)는 인버터(100)에서 출력되는 3상 신호를 각각 입력받아 3상(U상, V상, W상)으로 구동되는 모터이다.
The three-phase motor 300 is a motor driven by three-phase (U-phase, V-phase, W-phase) by receiving the three-phase signal output from the inverter 100, respectively.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 제어 장치의 작용을 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to Figure 7, the operation of the motor control apparatus according to an embodiment of the present invention having the structure as described above is as follows.

도 7에 도시된 PWM 신호 및 MOSFET의 스위칭 신호는 본 발명의 작용을 설명하기 위해 하이 사이드 PWM 신호가 입력되는 MOSFET(110, 130 및 150)와 로우 사이드 PWM 신호가 입력되는 MOSFET(120, 140 및 160) 중에서 한 쌍의 MOSFET(110, 120)로 입력되는 신호만을 도시한 것이다.In order to explain the operation of the present invention, the PWM signal and the switching signal of the MOSFET shown in FIG. 7 are MOSFETs 110, 130, and 150 into which a high side PWM signal is input and MOSFETs 120, 140 and a low side PWM signal are input. Only signals input to the pair of MOSFETs 110 and 120 are shown.

나머지 두 쌍의 MOSFET(130, 140, 150, 160)에 대해서도 후술하는 작용은 동일하다.The operations described later for the remaining two pairs of MOSFETs 130, 140, 150, and 160 are the same.

MCU(200)는 도 7의 (가)에 도시된 바와 같은 하이 사이드 PWM 제어 신호와 로우 사이드 PWM 제어 신호를 발생시키고, 하이 사이드 PWM 제어 신호를 MOSFET(110)로 입력하고, 로우 사이드 PWM 제어 신호를 MOSFET(120)로 입력한다.The MCU 200 generates a high side PWM control signal and a low side PWM control signal as shown in FIG. 7A, inputs a high side PWM control signal to the MOSFET 110, and a low side PWM control signal. Input to the MOSFET 120.

이 때, MCU(200)는 서로 다른 저항값을 갖는 저항이 각각 연결된 한 쌍의 라인을 통해서 MOSFET(110)의 게이트(112) 및 MOSFET(120)의 게이트(122)와 연결되어 있으며, 동일한 PWM 제어 신호를 한 쌍의 라인을 통해서 번갈아 MOSFET(110, 120)로 입력한다.At this time, the MCU 200 is connected to the gate 112 of the MOSFET 110 and the gate 122 of the MOSFET 120 through a pair of lines having resistors having different resistance values, respectively, and having the same PWM. Control signals are alternately inputted to MOSFETs 110 and 120 through a pair of lines.

구체적으로 MCU(200)는 하이 사이드 PWM 제어 신호가 오프에서 온으로 바뀌는 구간에서는 한 쌍의 라인 중 어느 일측 라인으로 하이 사이드 PWM 제어 신호를 입력하고, 하이 사이드 PWM 제어 신호가 온에서 오프로 바뀌는 구간에서는 타측 라인으로 하이 사이드 PWM 제어 신호를 입력한다.Specifically, the MCU 200 inputs a high side PWM control signal to one of a pair of lines in a section in which the high side PWM control signal is turned off to on, and a section in which the high side PWM control signal is turned from on to off. Inputs the high side PWM control signal to the other line.

그리고 MCU(200)는 로우 사이드 PWM 제어 신호가 온에서 오프로 바뀌는 구간에서는 한 쌍의 라인 중 어느 일측 라인으로 로우 사이드 PWM 제어 신호를 입력하고, 로우 사이드 PWM 제어 신호가 오프에서 온으로 바뀌는 구간에서는 타측 라인으로 로우 사이드 PWM 제어 신호를 입력한다.The MCU 200 inputs the low side PWM control signal to any one of a pair of lines in a section in which the low side PWM control signal is turned from on to off, and in a section in which the low side PWM control signal is turned from off to on. Input the low side PWM control signal to the other line.

이 때, 일측 라인과 타측 라인에 포함된 저항은 서로 다른값을 갖는데 특히 타측 라인에 포함된 저항(214, 224, 234, 244, 254, 264)이 일측 라인에 포함된 저항(212, 222, 232, 242, 252, 262)보다 작은 값을 갖기 때문에, 하이 사이드 PWM 제어 신호 또는 로우 사이드 PWM 제어 신호에 의한 MOSFET(110 ,120)의 상승시간이 하강시간보다 오래 걸린다.In this case, the resistances included in one line and the other line have different values, in particular, the resistors 212, 222, and the resistors 214, 224, 234, 244, 254, and 264 included in the other line are included in one line. Since it has a smaller value than 232, 242, 252 and 262, the rise time of the MOSFETs 110 and 120 by the high side PWM control signal or the low side PWM control signal takes longer than the fall time.

즉, 도 7의 (나)에 도시된 바와 같이 MOSFET(120)의 하강시간이 MOSFET(110)의 상승시간보다 짧고, 그 효과로 각 MOSFET(110, 120)의 스위칭 구간에서 오버랩이 발생하지 않음을 확인할 수 있다.That is, as shown in (b) of FIG. 7, the fall time of the MOSFET 120 is shorter than the rise time of the MOSFET 110, and as a result, overlap does not occur in the switching sections of the respective MOSFETs 110 and 120. can confirm.

본 실시예에 따르면, 인버터의 입력 신호의 시정수를 조절하는 저항을 추가하여 상승시간(Rising time)과 하강시간(Falling time)을 개별적으로 제어함으로써, 하이 신호와 로우 신호의 오버랩을 방지하여 회로의 단락을 방지할 수 있다.According to this embodiment, by adding a resistor to adjust the time constant of the input signal of the inverter to control the rising time (falling time) and falling time (Falling time) separately, by preventing the overlap of the high signal and the low signal circuit Short circuit can be prevented.

또한 본 실시예는 하강시간만을 제어하고 상승시간(Rising time)은 동일하게 유지함으로써 데드타임(Dead time) 발생과 스위칭 노이즈 및 오버슈트(Overshoot) 발생간의 트레이드 오프(Trade-off)에 대한 최적의 제어가 가능하다.In addition, the present embodiment controls only the fall time and keeps the rising time the same so that the trade-off between dead time and switching noise and overshoot occurs is optimal. Control is possible.

본 실시예에서는 인버터의 스위칭 소자로 MOSFET을 기재하였으나 전술한 MOSFET을 대신하여 풀업 구동 또는 풀다운 구동을 위한 다양한 종류의 구동소자가 사용될 수 있다.
In this embodiment, the MOSFET is described as a switching element of the inverter, but various kinds of driving elements for pull-up driving or pull-down driving may be used in place of the aforementioned MOSFET.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, I will understand. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.

100: 인버터 110: MOSFET
112: MOSFET의 게이트 120: MOSFET
122: MOSFET의 게이트 130: MOSFET
132: MOSFET의 게이트 140: MOSFET
142: MOSFET의 게이트 150: MOSFET
152: MOSFET의 게이트 160: MOSFET
162: MOSFET의 게이트 170: 전원
180: 그라운드 200: MCU
300: 3상 모터100: inverter 110: MOSFET
112: gate of MOSFET 120: MOSFET
122: gate of MOSFET 130: MOSFET
132: gate of MOSFET 140: MOSFET
142: gate of MOSFET 150: MOSFET
152: gate of MOSFET 160: MOSFET
162: gate 170 of the MOSFET: power supply
180: ground 200: MCU
300: three-phase motor

Claims (5)

서로 연결된 복수의 구동소자를 통해 3상 신호를 출력하는 인버터;
상기 인버터의 상기 3상 신호를 각각 입력받아 구동되는 3상 모터; 및
상기 인버터의 상기 복수의 구동소자로 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 신호를 입력하여 상기 복수의 구동소자를 스위칭하는 MCU(Micro Controller Unit)를 포함하고,
상기 MCU는 상기 복수의 구동소자 각각과 한 쌍의 라인으로 연결되어 상기 한 쌍의 라인을 통해 상기 PWM 제어 신호를 입력하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
An inverter for outputting a three-phase signal through a plurality of driving elements connected to each other;
A three phase motor driven by receiving the three phase signals of the inverter, respectively; And
A micro controller unit (MCU) for switching the plurality of driving devices by inputting a pulse width modulation (PWM) control signal to the plurality of driving devices of the inverter,
The MCU is connected to each of the plurality of driving elements in a pair of lines, the motor control device, characterized in that for inputting the PWM control signal through the pair of lines.
제 1항에 있어서,
상기 한 쌍의 라인에는 서로 다른 값을 갖는 저항이 각각 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
The method of claim 1,
And a pair of resistors having different values are connected to the pair of lines.
제 2항에 있어서,
상기 MCU는 상기 PWM 제어 신호가 오프에서 온으로 바뀌는 구간에서는 상기 한 쌍의 라인 중 어느 일측 라인으로 상기 PWM 제어 신호를 입력하고, 상기 PWM 제어 신호가 온에서 오프로 바뀌는 구간에서는 상기 한 쌍의 라인 중 타측 라인으로 상기 PWM 제어 신호를 입력하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
3. The method of claim 2,
The MCU inputs the PWM control signal to any one line of the pair of lines in a section in which the PWM control signal is turned from off to on, and the pair of lines in a section in which the PWM control signal is turned from on to off. The motor control device, characterized in that for inputting the PWM control signal to the other line.
제 3항에 있어서,
상기 한 쌍의 라인에 연결된 저항 중 상기 타측 라인에 연결된 저항이 상기 일측 라인에 연결된 저항보다 작은 값을 갖는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
The method of claim 3, wherein
And a resistor connected to the other line among the resistors connected to the pair of lines has a smaller value than a resistor connected to the one line.
제 1항에 있어서,
상기 구동소자는 MOSFET(Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor)인 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.The method of claim 1,
The driving device is a motor control device, characterized in that the MOSFET (Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US10727736B2 (en) 2017-06-12 2020-07-28 Lg Electronics Inc. Power converting apparatus and home appliance including the same
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